天王星手头多了点时间。一组国际天文团队使用新方法与哈勃太空望远镜10年数据,对天王星内部旋转速率进行新测量,完善该行星自转周期,发现天王星的一天比过去航海家2号数据估计值还要多28秒。
1986年1月,航海家2号飞越天王星,成为第一个也是迄今唯一一个探索天王星的飞行器,为我们提供天王星大量数据与第一张详细形象,最明显特征之一是天王星轴向倾斜达98度,这代表相对其他太阳系行星微微倾斜,这颗行星却像是“躺着”绕太阳公转,因此海王星的夏季太阳总在头顶,冬季永远处于黑暗;此外,天王星绕太阳公转一圈需84年,代表这颗行星的夏季与冬季一次都持续40年。
而天文学家也基于航海家2号的直接磁场测量数据、极光发射的无线电信号,计算出天王星自转周期为17小时14分24秒。
然而航海家2号当年终究仅一瞥天王星,这个世界变化很慢,想研究它,我们需投入更长时间。
过去20年来,哈勃太空望远镜也不时捕捉天王星可见光、红外光形象,从这些数据我们了解天王星极地地区甲烷含量明显低于赤地道区,也是甲烷使天王星呈现淡蓝色的原因;进入夏季后,北极地区变亮变暖,雾霾层也会增加。

哈勃太空望远镜于2022年10月拍摄3张天王星动态极光形象。(Source:哈勃太空望远镜/ESA)。
确定行星内部自转速率具一定挑战性,现在,法国马赛天体物理实验室天文学家Laurent Lamy团队开发一种关注天王星极光旋转运动的创新方法,并根据哈勃太空望远镜2011~2022年间长达10年的观测数据进行最新分析,结果发现天王星自转一圈实际上需17小时14分52秒——比航海家2号近40年前提供的数据估计值多28秒。
研究人员表示,相同方法未来也可用于确定任何具磁场、极光天体(包括系外行星)的旋转速率。
天文学家将继续观测天王星季节变化,无论如何,有一点非常明确,即航海家2号当年揭示天王星是个毫无特色的世界,仅仅是因时机不对,也许现在是向外太阳系发送另一艘飞行器的好时机。
新论文发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)期刊。
(首图来源:哈勃太空望远镜)